动车组铝合金车体制造技术研究

王勇,王俊翔，辛萌，王安民

中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东青岛 266109

[摘 要]高速动车组铝合金车体是整个动车的主体结构，其包含的内容较多，有车体总成、侧墙、底架、底板、车顶、裙板等，这些方面的加工构成了整个高速动车组铝合金车体整体施工，无论任何一个方面的施工工艺都会直接的影响整个车体的质量。由于高速动车组铝合金车体加工工艺内容极多，本文就主要针对铝合金车体的侧墙门口的加工工艺创新进行简单的分析，以为相关人士提供借鉴。

[关键词]高速动车组；铝合金车体；加工工艺；创新

中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0323-01

前言

随着社会经济的发展，高速动车成为了人们生活中不可或缺的一种运输工具，其极大的方面了人们的生活和工作。高速动车组铝合金车体侧墙是整个车体中尤其关键的部件，主要由墙板、窗间板、窗上板和下板以及上墙板等组成，这些部位的加工需要对长大型的铝合金板材进行装配焊接加工后再进行车体整体加工，由于铝合金车体侧墙是主要的载力部件之一，其制造的要求相对较高，其加工的质量将直接的决定了整个车体的美观、可靠性、强度和使用寿命，所以其加工工艺优化和创新就显得至关重要。

一、高速动车组铝合金车体侧墙结构特点和加工工艺

（一）高速动车组铝合金车体侧墙结构特点

高速动车组铝合金车体侧墙的材料通常都采用的是长大型的中空薄壁铝合金板材，就拿我国常见的一款高速动车组铝合金车体侧墙来说，其材质是6005A―T6，主要由五块该材质的材料组焊而成，整个侧墙的毛坯长度大概有23835mm，宽度有2300mm，高度约有350mm。当整个车体的侧墙组焊好后再对整体的轮廓进行一定的调整，再将其放置在60M FOOKE五轴加工中心上继续加工，利用液压压夹和手动压夹的方式固定车体侧墙，接着利用聚四氟乙烯材料对整个侧墙的外部轮廓进行加工，以让侧墙能够用于辅助支撑和侧向定位。

（二）高速动车组铝合金车体侧墙门口软件编译加工工艺

随着计算机信息技术和电子技术的发展，在制造业中，数控仿真加工工艺得到了极为广泛的运用，数字仿真技术使原来的制造技术从定性过度到定量，从模糊过度到精准，数控仿真的加工工艺技术较传统的手工编程能够有效的控制加工风险，降低加工的成本以及提高加工的效率，尤其是针对一些加工步骤多，加工内容较为复杂的零部件，其作用更加明显。对于高速动车组铝合金车体侧墙门口加工，Powermill软件是一种常用的侧墙门口加工软件，侧墙的门口坐标定位利用了3+2旋转坐标系定位方式，再通过三维平面模型对其坐标系进行建模，使建立的坐标系和加工的平面相互垂直，再对墙体的轮廓进行加工，侧墙门口的C型槽加工利用扎刀下切的方式，从门口外侧稍下方的位置进刀，加工的方式由外到内，出刀的位置在侧墙下墙板方向，侧墙门口的加工切深方向分成两次加工，同时在侧墙门口的上门框位置需要进行两次摆角，让加工面能够和刀轴相互垂直，能够方便利用刀具对刃长度进行切削，从而方便完成侧墙门口的加工。

高速动车组铝合金车体侧墙在加工过程中，由于铝合金材料的特性，在焊接时会导致铝合金产生一个较大的变形，因此为了解决这一情况需要对其轮廓进行调整和修改，使其轮廓能够在规范的标准范围中，同时侧墙在整体进行焊接时通常会预留出一定的预置挠度，使墙体的两侧的高度都要略低于中间的高度，使得在侧墙装夹上会发现模型状态和实际墙体的状态并不一致，在实际加工中会出现第2刀铣不透门口的现象，虽然在编程过程中加工人员已经考虑到了刀片会因为受力产生变形，并对刀具进行了一定的补偿，但是市场仍然会出现上述的现象，针对这一情况，通常加工时都根据第一刀实际的切深，再对刀具的长度进行手动设置补偿，然后再进行切削加工。采用软件编译加工的方式有效的减少了加工中相互干涉、过切以及碰撞等风险，提高了加工安全性和效率，但是对于一些长大性的材料进行加工时，还无法将焊接过程中产生的变形量补偿到实际加工中。

二、加工工艺的改进和创新

（一）测量循环和R参数运用

虽然说当前的加工工艺日益完善，但是为了进一步提高墙体的精度和质量，需要在焊接时进行必要的精度补偿，在补偿前需要对加工部件进行准确的测量。在Sinumerik 840D系统中自带有测量循环装置Cycle730，其将测量的具体值直接返回给系统中的R1～R6变量，R1～R3记录着测量的X、Y、Z绝对值，R4～R6则记录X、Y、Z相对值。为了避免门口出现无法铣透的情况，在门口添加一个测量程序，在门口处选择2个C型槽位置，并旋转2次坐标系。

（二）工艺路线改进和精度补偿

在加工工艺路线上，在侧墙的门口加工时，变以往的加工路线为侧墙的外侧入刀，出刀位置选择在L型槽下沿部位，由外向内切削，该切削路线能够充分的利用外侧门口工装对废料的支撑力，当门口外的铣透废料掉落在工装上，等待出刀即可和废料一起掉落在安全的位置，同时在对侧墙门口的废料加工时沿着坐标系Y轴和Z轴进行精度补偿，以确保门口加工部位后续加工的尺寸要求，同时保证每次的切削的切深都能够最大化的保持一致。当上墙板的加工完成后，再对剩下的门口端面进行进一步的细加工。

三、结束语

本文主要分析了传统的数控加工工艺的特点以及高速动车组铝合金车体侧墙门口结构特点，从传统的数控加工工艺中发现了两点还不足的地方，随后在侧墙门口处的加工增添Cycle70循环测量功能，通过转换坐标系，并合理的选择走刀的位置和路线，以避免出现铣不透、过切、精度不够等问题。

参考文献

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